机载高光谱成像仪调制传递函数研究

1144766066 · 发表于 2022-4-27 13:25:59

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作为一种极具应用价值的新型光学感知手段，成像光谱技术能够同时获得目标多个谱段图像维和光谱维的信息，且数据具有较高的空间分辨率及光谱分辨率，因此受到国内外学者的极大关注和广泛应用。在机载成像光谱仪工作的过程中，探测器接收到的电磁波经过了大气-成像系统-探测器这一传播路径，各个环节均会对最终成像产生影响。利用调制传递函数来描述分析机载成像仪全链路的成像过程具有客观和可靠的优点，能够直观的反映各种影响因素。本文通过研究调制传递函数的基本理论，分别讨论了大气环节、光学成像系统环节以及机载平台运动的调制传递函数计算方法。在大气环节引入高度对折射率及气溶胶的影响完善了调制传递函数模型，给出了一种适用于不同高度范围的大气折射率结构常数的计算方法，并建立了基于测试方法的大气调制传递函数计算模型。在光学成像系统环节推导了前置成像系统以及后置分光采集系统图像维和光谱维的调制传递函数模型，重点讨论了分光滤光板镀膜宽度与探测器像元尺寸之间的关系对成像系统调制传递函数的影响。在机载平台运动环节介绍了像移产生的机理，给出了线性运动、高频正弦运动以及低频正弦运动这三种形式调制传递函数的计算方法。结合滤光片型成像光谱仪的系统方案对各个环节的理论模型进行了仿真，分析了影响调制传递函数的具体因素及其影响效果。

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